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黑色的光子可能不存在,如果他们这样做,他们就会非常奇怪

黑暗的光子摘要例证
(图片信用:Shutterstock)

目前发现了一种新的,超挑的对基本物理常数的测量,发现没有被称为暗光子的神秘颗粒。

如果它们存在,这些普通光颗粒的这些假设的阴影孪晶是解释暗物质存在的一种方式,这是一种神秘的物质形式,其发射不亮光并施加引力拉动。

但是 最精确的测量尚未 精细结构常数 - 这决定了电子和光子相互作用的强烈,或“夫妇” - 已经消除了大量质量和耦合强度的深色光子的可能性。如果他们确实存在,他们必须比以前预测得多重,科学家在描述工作的新论文中写道。

“我们的测量非常强烈地缩短了这些黑色的光子,”加州大学伯克利物理学家霍尔格米说üLler是新论文的共同作者之一。

通过与常规光子混合,理论上可以检测到深色光子,因为混合将对细结构恒定的影响。但在这种新的,精确的常量测量中,暗光子的证据无处可见。

测量细结构常数

物理学家使用 标准模型,描述诸如电子和光子的子颗粒的物理学,以预测细结构常数的值。首先,他们需要了解电子的物理性质:其磁矩。通过将标准模型预测与测量该磁矩的实验相结合,恒定的先前测量已经使用了间接预测。新的研究采取更直接的方法。

为此,研究人员制作了一个小小的“原子喷泉”  原子。原子在单一的溪流中向上发射,然后用激光击中,以迫使它们进入一个 量子叠加,每个铯原子同时在两个地方。这使得两条流,矛盾地由相同的原子制成。当两种铯原子流重新组合时,原子以正确的方式干扰了自己,因为科学家在激光中的光子击中时计算原子的速度。因为速度揭示了这些原子被击中的力量,从而可以将光子和电子“夫妇”的强烈恒定,可以计算到无与伦比的精确度,研究人员在4月13日 杂志科学。 [奇怪的夸克和muOns,哦,我!大自然是最有趣的颗粒解剖]

但这与之有关 黑色光子?

Dark photons

如果存在黑光子,则它将是电磁力载体,如光子。但是,与光子一样,常规物质的带电粒子之间,暗光子将使暗物质颗粒之间的电磁相互作用。 [世界上最美丽的方程式]

深色光子不适合标准模型。因此,如果它们确实存在,现实生活测量与标准模型所做的预测不会匹配。具体地,细结构常数的直接测量应与从间接测量和标准模型导出的先前值不同,说明Müller.

新的研究确实发现了比标准模型预测的微结构的不同价值,这可能表明了黑色的光子存在。但是有一个抓住。

他们发现的分歧是在黑色光子存在的情况下与你的期望相反,“müLler告诉现场科学。 “这是分歧,但这是错误的方式。”

然而,仍然存在一个狭窄的逃生路径,通过哪个狭窄的暗光子可以逃离丢弃的物理理论的垃圾箱。粒子物理领域具有用于测量结果的重要性的一般标准:通常,由于随机机会,真正显着的结果可能具有少于1英寸35百万的可能性,这是一个“5秒字节”的水平意义。在这种情况下,该测量和以前最精确的测量之间的差异仅为“2.5-sigma”的意义程度,或者由于随机机会而导致的1·200次概率 - 太可能会符合TheStrong标准场。

“致电IT协议太远了,但不足以称之为大量的分歧,”müLLER说,叫它“几乎是一个灰色的区域”。

但此时,它可能没关系。如果测量值同意,则严重限制了深色光子的可能性。如果测量不同意,则分歧是错误的方向 - 而且üLLER说,也是强大的证据反对他们。

“就像你认为有人偷了你的钱,然后当你看着你的钱包时,你会发现你比以​​前更多的钱,”米üller said.

最初发表于 世界科学.